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谐振技术在开关电源中的应用研究

作者：郭韬

来源：《山东工业技术》2013年第04期

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【摘 要】本文首先介绍了硬开关电路的缺陷，引出谐振技术及其基本电路，接着介绍了该技术在开关电源中的应用研究，同时分析该技术在变换器中存在的问题及相应解决方法。 【关键词】硬开关；软开关；谐振技术 0 引言

在开关电源中，DC-DC 变换器功率斩波通常采用PWM硬开关技术实现，在硬开关电路中，功率开关管连接在刚性的电压源或电流源上，在开通或关断时，开关管上的电压或电流不等于零，开关损耗大、电磁干扰严重、可靠性低，且随着开关频率的提高，这种现象更为严重。

图1（a）、图1（b）为硬开关电路开通和关断过程中开关管电压、电流及其损耗波形。可见开关过程中电压和电流均不为零，出现了重叠。电压、电流变化很快，波形出现明显过冲，导致开关噪声及较大的开关损耗P。 图1（a） 开通过程 图1（b） 关断过程

假定在开通和关断过程中，开关管承受的电压电流线性变化，开关管在开通和关断时间内的损耗功率P可由下式计算： P=■IpUpton/offf （1）

式中，Ip为开通或关断过程中流过开关管的最大电流，Up为开通或关断过程中开关管承受的最高电压，ton/off为开通/关断时间，f为工作频率。

另外，功率MOS开关管漏源极之间的寄生电容Coss在充电和放电时产生的损耗通常称为电容充放电损耗。功率MOS开关管漏源极寄生电容Coss充放电产生的损耗，可由下式计算： 其次，频率升高后，变换器电路中的寄生电感和电容将产生很大的尖峰电压和浪涌电流，产生较强的电磁干扰。

变换器电路中的寄生电感包括引线电感和高频变压器的漏感Lr，寄生电容主要是开关管的漏源极之间结电容Coss。